name | autoweek.cz

Bosch na cestě k elektromobilitě

20.06.2011 | Vladimír Rybecký | Aktuality

Při představení nových technologií seznámil Dr. Rolf Bulander, president divize Gasoline Systems, novináře s tím, že společnost Robert Bosch může v otázce elektromobility nabídnout zákazníkům komplexní služby.

V současnosti se zabýváme nejen vývojem odpovídajících technologií, komponent a systémů pro elektrifikované pohony, ale zahájili jsme také jejich průmyslovou výrobu.

V závodu Hildesheim vyrábíme účinné elektromotory pro vozidla s hybridním pohonem. Na vývoji a výrobě elektromotorů pro elektricky poháněná vozidla v Evropě spolupracujeme s koncernem Daimler AG. Od roku 2012 budou tyto elektromotory pohánět elektromobily značek Mercedes-Benz a Smart. Bosch bude později odpovědný za prodej těchto elektromotorů dalším automobilkám.

V Reutlingenu jsme zahájili sériovou výrobu výkonové elektroniky, která řídí energetické toky ve vozidlech s hybridním a elektrickým pohonem. Náš společný podnik se společností Samsung SDI - SB LiMotive - v korejském Ulsanu od roku 2010 produkuje lithio-ionové články pro trakční akumulátory. A v neposlední řadě naši vývojáři pracují na dobíjecích stanicích akumulátorů elektromobilů a hybridních vozidel s vnějším dobíjením, které umožní rychlé a šetrné dobíjení akumulátorů.

Kromě klasického prodeje komponent elektromobilita skýtá potenciál pro vznik nových příležitostí k podnikání. Příkladem je výstavba infrastruktury dobíjecích stanic. Společnost Bosch Software Innovations vyvíjí softwarovou platformu pro dobíjení elektromobilů, rezervaci dobíjecích stanic a vyúčtování odebrané energie. To zahrnuje například vytvoření rozhraní pro různé poskytovatele služeb. Kromě toho tvoří dobíjecí stanice společnosti Bosch Software Innovations rozhraní mezi elektrickou sítí dodavatelů energie a koncovými spotřebiteli. Náš software a dobíjecí stanice nalezly poprvé uplatnění v květnu 2011 v rámci pilotního projektu v Singapuru.

Elektromobilita má smysl jen tehdy, pokud energie pochází z obnovitelných zdrojů. Za zmínku proto stojí skutečnost, že se Bosch angažuje také v oblasti výroby elektrické energie. Naše technologická společnost vyvíjí a vyrábí převodovky pro větrné elektrárny a podporuje projekty přílivových vodních elektráren. V neposlední řadě patříme v mezinárodním měřítku díky dceřiné společnosti Bosch Solar Energy mezi velké výrobce článků a modulů pro fotovoltaické systémy.

Žádný jiný dodavatel nenabízí v oblasti elektromobility tak širokou škálu komponent, systémů a služeb. S naším portfoliem pokrýváme již dnes veškeré potřeby automobilového průmyslu. Ale naším cílem není jen vyvíjet a sériově vyrábět jednotlivé komponenty. Chceme je také propojovat do dokonale fungujících systémů. Do roku 2013 zahájíme sériovou výrobu klíčových komponent jako jsou elektrické motory, výkonová elektronika nebo akumulátorová technika pro 20 projektů dvanácti výrobců automobilů.

Systémové kompetence společnosti Bosch jako faktor úspěchu

Existují rozmanité konfigurace hybridní techniky. Bosch se v současnosti zaměřuje na dvě koncepce plně hybridního pohonu - na paralelní hybridní systém a na hybridní systém s oddělenými pohony náprav umožňující překonávat krátké vzdálenosti v režimu čistě elektrického pohonu.

U paralelního plně hybridního systému je elektrický motor začleněn do hnacího řetězce mezi spalovací motor a převodovku. Jednoznačnou předností tohoto řešení je možnost alternativní volby převodovky od klasické samočinné přes plynulou CVT až po dvouspojkovou. Hybridní systém s oddělenými pohony náprav (Axle-Split-Hybrid) má vpředu spalovací motor a pro zadní nápravu elektrický pohon. S tímto uspořádáním vozidlo disponuje pohonem všech kol.

Složitá souhra mezi spalovacím motorem, elektromotorem a spojkou může fungovat pouze na základě měření, řízení a regulace. Jen tak lze zajistit komfortní a zároveň hospodárnou jízdu hybridního vozidla. Můžeme si to ukázat na režimu setrvačné jízdy, jímž disponuje paralelní plně hybridní pohon. Při jízdě rychlostí až 160 km/h přichází tato funkce ke slovu v okamžiku, kdy řidič uvolní pedál plynu. Spalovací motor se vypne a vozidlo jede setrvačností aniž by spotřebovávalo palivo. Veškeré bezpečnostní a komfortní systémy pracují bez omezení dál. Jakmile řidič sešlápne pedál plynu nebo brzdy, spalovací motor opět naskočí a pohání nebo brzdí vozidlo.

Od roku 2010 dodává Bosch paralelní plně hybridní pohon pro vozy Porsche Cayenne a Volkswagen Touareg a nově i pro Porsche Panamera. Koncern PSA letos zahájí prodej typu Peugeot 3008 HYbrid4, prvního hybridního osobního vozu se vznětovým motorem na světě, který je vybaven hybridní technikou s oddělenými pohony náprav od společnosti Bosch.

Mezinárodní úspěch společnosti SB LiMotive

Společnost SB LiMotive bude dodávat lithio-ionové články pro BMW i3 a řadu 1 ActiveE. Akumulátory SB LiMotive budou vybaveny i elektricky poháněné vozy Fiat 500 EV. Společnost SB LiMotive získala rovněž zakázku na vývoj lithio-ionových akumulátorů a systémů od amerického konsorcia automobilek Chrysler, GM a Ford ve výši 8,4 milionu amerických dolarů.

SB LiMotive plánuje do roku 2015 zvýšit výrobu článků v korejském Ulsanu na 4 GWh ročně, což postačí pro cca 180 000 elektromobilů. Protože se společností SB LiMotive plánuje spolupráci stále více evropských výrobců automobilů, uvažujeme po roce 2013 o výstavbě výrobního závodu také v Evropě. Dlouhodobě totiž nedává přeprava velkého množství akumulátorů mezi kontinenty žádný smysl ani z hlediska ekologie ani z hlediska logistiky.

Očekáváme, že do roku 2015 bude možné s akumulátory SB LiMotive o kapacitě 35 kWh dosáhnout dojezdu 200 km. Pro automobilový průmysl je navíc nutností životnost dvanáct let. Nakonec o úspěchu elektrifikovaných pohonů rozhodne cena. SB LiMotive usiluje o cenu 350 eur za kWh do roku 2015 a 250 eur do roku 2020. Nicméně při ceně sady akumulátorů mezi 6000 a 12 000 eury bude akumulátor i nadále představovat většinu nákladů na výrobu elektromobilu nebo hybridního vozidla.

Hybrid s vnějším dobíjením - koncept s velkými šancemi

Jako koncept s největšími šancemi na úspěch začíná krystalizovat hybridní pohon s vnějším dobíjením (Plug In Hybrid). S těmito vozidly lze přes týden při pravidelném dobíjení z domácí zásuvky jezdit v městských aglomeracích v čistě elektrickém režimu ekologicky a bez emisí. Zároveň jsou díky spalovacímu motoru vhodná i pro jízdu na velkou vzdálenost. Zvýšení pořizovacích nákladů na tuto hybridní techniku v porovnání s konvenčními spalovacími motory přibližně o 10 % přitom zůstává na všeobecně přijatelné úrovni. K hybridnímu pohonu a lithio-ionovému akumulátoru o kapacitě 16 kWh je zapotřebí ještě dobíjecí zařízení.

Dalším krokem je elektromobil

Někteří výrobci již dnes aktivně propagují elektromobily jako další krok po hybridech, které jsou považovány za přechodné řešení. To se děje především v Číně, která si stanovila za cíl rychle získat nezávislost na ropě. Pro individuální dopravu mají být získány nové zdroje energie. Zároveň by se tím omezily emise v čínských velkoměstech. V Číně lidé přesedají z jízdních kol do aut, a to znamená, že středem zájmu je samotná doprava a méně již technika pohonu. Čínská vláda proto podporuje techniku hybridního a elektrického pohonu aby urychlila jejich zavádění do nabídky.

V Číně ve společném podniku UAES pracujeme na vývoji techniky elektrifikovaných pohonů pro čínské automobilky. Již jsme zahájili malosériovou výrobu výkonové elektroniky a elektromotorů a pro naše čínské zákazníky jsme postavili předváděcí vozidlo s čistě elektrickým pohonem, které reprezentuje naše kompletní know-how v oblasti elektromobility. Od společnosti Bosch pochází kompletní hnací řetězec prototypu, výkonová elektronika, elektrický stroj, vedlejší agregáty jako například rekuperační brzdová soustava, komponenty chladicích soustav a akumulátorový systém SB LiMotive.

Snižování nákladů standardizací

Z technického hlediska není krok k elektromobilu velký. Přináší ale vyšší náklady. Počítáme s tím, že v roce 2020 bude elektromobil přibližně o 45 % dražší než srovnatelné vozidlo se spalovacím motorem. Nepřítomnost spalovacího motoru sice sníží cenu o 3000 eur, ale jeho náhrada elektrickým hnacím řetězcem přijde na cca 8000 eur. Z toho přibližně 6000 eur připadá na akumulátory.

Zásadním požadavkem na další vývoj a výrobu komponent pro elektrické pohony je tedy snížení výrobních nákladů. V budoucnosti totiž právě cena rozhodne o tom, zda budou zákazníci elektromobily akceptovat či nikoli. Rostoucí výrobní počty znamenají klesající ceny, klesající ceny přinesou rostoucí akceptaci. Snižování výrobních nákladů má proto ve vývoji společnosti Bosch nejvyšší prioritu.

Vysoké výrobní počty přispívají k lepšímu rozdělení nákladů na vývoj a výrobní zařízení. Včasná standardizace je základem modulárních konceptů s optimalizovanými náklady a snižuje náklady na vývoj a testování specifických variant. U mnoha komponent proto sázíme intenzivně na modulární koncepty, které lze rychle a s nízkými náklady přizpůsobit požadavkům našich zákazníků.

Pro tržní úspěch elektromobilů je také nezbytné, aby se automobilovému průmyslu podařilo standardizovat veškeré oblasti konstrukce, jako například bezpečnostní požadavky. Účelem není získání konkurenční výhody. Německý svaz automobilového průmyslu VDA vypracoval první standardy pro lithio-ionové články, které stanovují jednotné rozměry článků. Málo pozornosti se však věnuje standardizaci jednoduchých elektrických komponent. Například jednoduchý konektor mezi vysokonapěťovým kabelem a invertorem se vyrábí individuálně v malém množství pro každou automobilku zvlášť, takže stojí přibližně stejně tolik, jako polovodičový prvek naší vysoce komplexní výkonové elektroniky. Je zde tedy potenciál pro další snížení nákladů, které přispěje k rychlému a velkému rozšíření elektromobility.

Spalovací motor bude v automobilech dominovat až do roku 2020. Z dlouhodobého hlediska ovšem budoucnost patří elektromobilitě. Očekáváme, že v roce 2020 budou ze 104 milionů nově vyrobených vozidel přibližně tři miliony elektromobilů a hybridních vozů s vnějším dobíjením a cca šest milionů hybridních vozů. Od roku 2025 dosáhnou elektrifikované pohony tak širokého uplatnění, že počítáme s citelným poklesem podílu vozidel poháněných výhradně spalovacím motorem. Nejpozději pak začne éra elektromobility.